CC BY
30БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
ЧИСЛЕННОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ БИОПРЕПАРАТА ЖЫЦЕНЬ НА ПОЖНИВНЫЕ ОСТАТКИ СОЛОМЫ Дайнеко Н.М.1, Концевая И.И.2, Тимофеев С.Ф.3, Браточкина Е.Г.4
1Дайнеко Николай Михайлович - кандидат биологических наук, доцент;
2Концевая Ирина Ильинична - кандидат биологических наук, доцент; 3Тимофеев Сергей Федорович - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, кафедра ботаники и физиологии растений;
4Браточкина Елизавета Геннадьевна - студент, биологический факультет, Учреждение образования Гомельский государственный университет им. Ф. Скорины, г. Гомель, Республика Беларусь
Аннотация: изучена численность микроорганизмов при использовании биопрепарата Жыцень на пожнивные остатки соломы на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве и минерализованном торфянике. Установлено, что численность восьми агрономически полезных групп на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве была выше в варианте с внесением биопрепарата Жыцень, чем в контроле. На минерализованном торфянике численность семи групп также оказалась выше в варианте с внесением биопрепарата Жыцень. Численность восьми групп микроорганизмов была выше на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве по сравнению с минерализованным торфяником.
Ключевые слова: численность, микроорганизмы, биопрепарат Жыцень, солома.
Главная стратегическая задача современного земледелия - сохранение и воспроизводство плодородия почв, их экологической чистоты, как основного богатства любого государства, материальной основы существования человечества на нашей планете [1].
Для усиления положительного действия соломы в качестве удобрения необходимо обеспечить условия для ее скорейшего разложения и стимулировать наиболее полную трансформацию растительной биомассы, поступающей с соломой в почву. Решение данной задачи возможно при использовании микробиологических препаратов, содержащих эффективные штаммы микроорганизмов, которые позволяют регулировать состав и численность микробного комплекса, выстраивать специальные метагеномные сети, вовлекая в почвенных условиях в процессы деструкции аборигенную микрофлору, отбирая наиболее производительные группы микроорганизмов. Применение биопрепаратов-деструкторов, способствующих наиболее полной трансформации растительной биомассы, особенно актуально и эффективно при использовании высоких доз соломы. В связи с этим очень важно исследовать механизм действия микробиологических препаратов деструкторов, выявить их влияние на урожай зерновых культур, качество продукции и плодородие почвы [2].
Внесение биопрепаратов на основе эффективных микроорганизмов - деструкторов растительных остатков является одним из эффективных приемов интенсификации процесса их разложения. Данный агромелиоративный прием положительно влияет на биологическую активность почвы; способствует увеличению содержания органического вещества в почве; увеличивает урожай зерновых культур и положительно влияет на последующие культуры [3].
Ранее нами изучалось влияние микробных биопрепаратов АгроМик и ПолиФунКур на урожайность зеленой массы и зерна кукурузы на разных типах почв [4, 5].
Комплексный микробный препарат Жыцень, которым мы обрабатывали пожнивные остатки соломы, разработан на кафедре генетики БГУ. Он применяется для разложения стерни и соломы, подавления патогенной микрофлоры и подготовки почвы к посевам. Препарат Жыцень одновременно является комплексным микробным удобрением, предназначенным для повышения урожайности зерновых культур (озимых и яровых) и улучшения качества почвы. Препарат Жыцень представляет собой мутную жидкость темно-коричневого цвета со специфическим запахом. Основным показателем качества препарата служит титр жизнеспособных клеток, который должен быть не менее1х109 КОЕ для каждого штамма.
Опыт I был заложен на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве:
1) контроль - без обработки пожнивных остатков соломы микробным биопрепаратом Жыцень;
2) обработка пожнивных остатков соломы микробным биопрепаратом Жыцень.
Опыт II был заложен на минерализованном торфянике:
1) контроль - без обработки пожнивных остатков соломы микробным биопрепаратом Жыцень;
2) обработка пожнивных остатков соломы микробным биопрепаратом Жыцень.
Площадь опытных делянок составляла 5м2, размещение рендомизировано:
повторность опытов - 4-х кратная. Растительные остатки соломы измельчали на фракции 30 - 50 мм и равномерно распределяли по опытным делянкам. Затем растительные остатки обрабатывали микробным биопрепаратом Жыцень из расчета 250 л/га биопрепарата. Заделку измельченных растительных остатков проводили сразу же после обработки биопрепаратом на глубину 5 - 7 см, но не глубже 10 см дисковыми орудиями.
Микробиологическую индикацию почвы выполняли согласно общепринятых в почвенной микробиологии методов [6, 7].
Для оценки влияния препарата Жыцень на микробонаселение почвы (зимогенную, олиготрофную, автохтонную группы) использовали чашечный метод Коха, с помощью которого определяли численность аммонифицирующих, амилолитических, олигонитрофильных, олигокарбофильных, автохтонных микроорганизмов на селективных питательных средах: мясопептонном (МПА), крахмало-аммиачном (КАА), среда Эшби, голодном (ГА), нитритном (НА) агарах, соответственно. Все посевы проводили в трехкратной повторности.
Численность микроорганизмов определяли в колониеобразующих единицах (КОЕ), пересчитывали на 1 г абсолютно сухой почвы.
Расчет эколого-физиологических индексов и коэффициентов выполняли по [8]. Полученные данные обработаны статистически с использованием пакета прикладного программного обеспечения «Statsoft (USA) Statistica v.7.0» [9].
Сравнивая варианты обработки соломы биопрепаратом Жыцень на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве и без ее обработки (контроль) видно, что количество аммонифицирующих бактерий в 6,7 раза; усваивающих минеральный азот - общее количество микроорганизмов - в 2,5 раза; олигонитрофильных - в 2,5 раза; фосфатмобилизующих бактерий в 1,3 раза; споровых аммонификаторов в 1,2 раза; автохтонных в 3,2 раза; олигокарбофильных в 2,7 раза; целлюлозоразрушающих аэробных - общее количество в 1,3 раза больше в варианте с биопрепаратом Жыцень.
Численность микромицетов, целлюлозоразрушающих аэробных, в том числе микромицетов оказалось в обоих вариантах практически равной. Численность усваивающих минеральный азот, в том числе микромицеты в 1,2 раза была больше в контроле (таблица 1).
Таблица 1. Микроорганизмы агрономически полезных групп на дерново-подзолистой легкосуглинистой почвеКОЕ / г абс. сух. почвы х 106
Группа микроорганизмов / среда Контроль Жыцень солома
1 2 3
Аммонифицирующие (среда 1 - МПА (мясо-пептонный агар) 29, 120 000 195, 200 000
Усваивающие минеральный азот - общее количество м/о(среда 3 - КАА (крахмало-аммиачный агар) 20, 160 000 51,484 000
Усваивающие минеральный азот, в том числе микромицеты 2, 576 000 2, 074 000
Олигонитро фильные (среда 4 - Эшби) 15, 008 000 37, 942 000
Микромицеты (среда 5 - Чапека) 0, 002 128 0, 002 318
Фосфатмобилизующие бактерии (среда 6 - Муромцева) 2, 089 920 2, 684 000
Споровые аммонификаторы (среда 7 - МСА (мясо-сусловый агар) 8, 512 000 10, 736 000
Автохтонные. Олиготрофы. (среда 10 - НА (нитритный агар) 14, 448 000 46, 848 000
Целлюлозоразрушающие аэробные - общее кол-во (среда 11 -Виноградского) 7, 056 000 9, 272 000
Целлюлозоразрушающие аэробные - в том числе микромицеты 2,688 000 2, 440 000
Олигокарбофильные (среда 14 - Голодный агар) 14, 784 000 40, 260 000
Коэффициент минерализации и иммобилизации Мишустина 0,692 0,264
Коэффициент педотрофности Никитина 0,500 0,24
Индекс олиготрофности Аристовской 0,508 0,206
Коэффициент влажности 10, 693 18,331
Коэффициенты минерализации и иммобилизации Мишустина, коэффициенты педотрофности Никитина и индекс олиготрофности Аристовской были выше в контроле, чем в варианте с внесением биопрепарата Жыцень.
Рассматривая вариант влияния биопрепарата Жыцень на пожнивные остатки соломы на минерализованном торфянике можно видеть, что численность аммонифицирующих бактерий в 1,5 раза; усваивающих минеральный азот - общее количество микроорганизмов в 2,5 раза; усваивающих минеральный азот, в том числе микромицеты в 1,4 раза; олигонитрофильных в 1,9 раза; микромицетов в 2 раза; споровых аммонификаторов в 2,2 раза; целлюлозоразрушающих аэробных - общее количество в 1,1 раза больше, чем в контроле. Численность фосфатмобилизующих бактерий в 4,2 раза; олиготрофов в 1,2 раза; целлюлозоразрушающих аэробных, в том числе микромицетов в 1,6 раза; олигокарбофильных в 1,3 раза больше в контроле, чем в варианте в варианте с биопрепаратом Жыцень (таблица 2).
Таблица 2. Микроорганизмы агрономически полезных групп на минерализованном торфянике
КОЕ / г абс. сух. почвы х 106
Группа микроорганизмов / среда Контроль Жыцень солома
1 2 3
Аммонифицирующие (среда 1 - МПА (мясо-пептонный агар) 16, 456 000 24, 380 000
Усваивающие минеральный азот- общее количество м/о(среда 3 - КАА (крахмало-аммиачный агар) 6, 050 000 34, 845 000
Усваивающие минеральный азот, в том числе микромицеты 2, 178 000 2, 875 000
Олигонитро фильные (среда 4 -Эшби) 9, 922 000 18, 515 000
Микромицеты (среда 5 - Чапека) 0,007 260 0, 014 375
Фосфатмобилизующие бактерии (среда 6 - Муромцева) 2, 420 000 0, 575 000
Споровые аммонификаторы (среда 7 - МСА (мясо-сусловый агар) 2, 347 400 5, 106 000
Автохтонные. Олиготрофы. (среда 10- НА (нитритный агар) 9, 075 000 7, 705 000
Целлюлозоразрушающие аэробные - общее кол-во (среда 11 -Виноградского) 4, 598 000 5, 290 000
Целлюлозоразрушающие аэробные - в том числе микромицеты 1, 452 000 0, 920 000
Олигокарбо фильные (среда 14- Голодный агар) 14, 157 000 10, 580 000
Коэффициент минерализации и иммобилизации Мишустина 0, 368 1, 429
Коэффициент педотрофности Никитина 0, 551 0, 316
Индекс олиготрофности Аристовской 0, 860 0, 434
Коэффициент влажности 17, 075 13, 373
Анализируя коэффициенты минерализации Мишустина видно, что он в 3,9 раза больше в варианте с обработкой биопрепаратом пожнивных остатков соломы, коэффициент педотрофности Никитина в 1,7 раза, индекс олиготрофности Аристовской в два раза выше оказался в контроле.
Сравнивая результаты использования биопрепарата Жыцень на пожнивные остатки соломы на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве и минерализованном торфянике видно, что на минеральной почве аммонифицирующих бактерий в 1,8 раза; усваивающих минеральный азот - общее количество микроорганизмов в 1,5 раза; олигонитрофильных в 2 раза; фосфатмобилизующих бактерий в 4,6 раза; споровых аммонификаторов в 2 раза; автохтонных в 2 раза; целлюлозоразрушающих аэробных - общее количество в 1,9 раза; целлюлозоразрушающих аэробных, в том числе микромицеты в 2,6 раза; олигокарбофильных в 3,8 раза больше, чем на минерализованном торфянике.
Анализ коэффициентов показал, что они выше на минерализованном торфянике. Так, коэффициент минерализации и иммобилизации Мишустина в 5,4 раза; коэффициент педотрофности Никитина в 1,3 раза; индекс олиготрофности Аристовской в 2,1 раза.
Таким образом, использование микробных биопрепаратов на пожнивные остатки
соломы позволяет в основном увеличить численность микроорганизмов в почве и
сокращать сроки разложения соломы и стимулировать наиболее полную
трансформацию растительной биомассы.
Список литературы
1. Минеев В.Г. Воспроизводство плодородия почвы и экологические функции удобрений в агроценозе / В.Г. Минеев // Проблемы агрохимии и экологии, 2008. № 1. С. 3-6.
2. Московкин В.В. Эколого-агрохимическая оценка влияния микробиологических препаратов-деструкторов растительных остатков зерновых культур в агроценозах на дерново-подзолистых супесчаных почвах: дис. ... канд. биол. наук: 03.02.08 Экология (биология) / В.В. Московкин. Владимир, 2018. 142 с.
3. Гритчин М.В. Биологическая деструкция растительных остатков зерновых культур / М.В. Гритчин // Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма, 2015.
4. Дайнеко Н.М.Влияние биопрепаратов на микроорганизмы почвы в посевах кукурузы в фазу начала образования початков на мелкозалежном минерализованном торфянике / Н.М. Дайнеко, И.И. Концевая, С.Ф. Тимофеев // Наука без границ. № 2 (19), 2018. С. 79-82.
5. Дайнеко Н.М. Оценка численности агрономически полезных групп микроорганизмов в почве после уборки кукурузы на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве / Н.М. Дайнеко, С.Ф. Тимофеев, А.В. Минина // Достижения науки и образования. № 2 (24), 2018. С. 20-22.
6. Основные микробиологические и биохимические методы исследования почв // под ред. Возняковской Ю.М. Л.: ВНИИСХМ, 1987. 47 с.
7. Теппер Е.З. Практикум по микробиологии / Е.З. Теппер, В.К. Шильникова, Г.И. Переверзева. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1987. 239 с.
8. Титова В.И. Методы оценки функционирования микробоценоза почвы, участвующего в трансформации органического вещества: науч. метод. пособие / В.И. Титова, А.В. Козлов. Н. Новгород: Нижегород с.-х. акад., 2012. 192 с.
9. Доспехов Б.А. Практикум по земледелию: учеб. для ун-тов / Б.А. Доспехов, И.П. Васильев, А.М. Туликов. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1987. 58 с.
